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超低温冰箱:极低温储存技术

时间:2025-05-28 09:24:02
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超低温冰箱
超低温冰箱,亦称超低温保存箱、超低温冰柜或超低温储存柜,是一种能够提供极低储存温度的制冷设备,广泛应用于生物样本保存、特殊材料的低温试验以及电子器件的低温存储等领域。常见的超低温冰箱温度范围涵盖-40℃、-60℃、-86℃、-120℃、-136℃、-160℃乃至-192℃等不同级别,以满足多样化的实验与保存需求。例如,-60℃的超低温冰箱可用于保存金枪鱼、血浆、生物材料、疫苗及各类试剂等,确保其在低温环境下维持稳定性和活性。
超低温冰箱的箱体设计通常分为卧式和立式两种,内部配备多层独立控制的隔板,每层都配有可单独开关的小门,方便用户精准管理样品存储。其外壳由冷轧钢板构成,内部则填充了60mm至80mm厚的聚亚氨酯泡沫保温材料,有效提升隔热效果。为了实现精准的温度调控,冰箱配备了铂电阻温度传感器,能够实时监测并维持设定温度。在制冷剂的选择上,超低温冰箱普遍采用环保型制冷剂,以减少对环境的影响,符合现代绿色实验室的标准。
在制冷系统方面,超低温冰箱主要采用复叠式制冷技术,通过两台全封闭压缩机分别承担高温级和低温级的制冷任务。低温级蒸发器采用紫铜管盘绕在内箱外侧,并使用导热胶泥填充缝隙,以增强热交换效率。冷凝蒸发器则采用壳管式设计,内部为螺纹型紫铜管,运用逆流式热交换原理,进一步提升制冷效能。此外,低温级系统还配备了气热交换器,使低压气体与高压气体在进入冷凝蒸发器前进行热交换,这不仅减轻了冷凝蒸发器的负担,还优化了热量的利用。过滤系统则选用除蜡型过滤器,有效去除冷冻油中的石蜡成分,从而降低系统发生“油堵”的风险,确保制冷循环的顺畅运行。
根据不同的应用场景,超低温冰箱还可配备多种实用附件。例如,温度记录仪可用于长期监测和记录冰箱内部的温度变化,为实验数据提供有力支持;二氧化碳备用系统则能在突发停电或设备故障时,维持箱内气体环境的稳定性,保障珍贵样本的安全;而电压增压器则确保了压缩机在低电压条件下的正常运作,增强了设备在不同电力环境下的适应性。这些设计细节,充分体现了超低温冰箱在高性能储存解决方案中的专业性和可靠性。
接通电源后,若面板显示温度高于设定值,第一级压缩机会率先启动,促使第一级制冷系统开始运行。这将降低第二级制冷系统冷凝器的温度,进而使第二级制冷剂的温度下降。经过几分钟的延时,第二级制冷系统随之启动。其蒸发器紧贴冰箱内壁,可使冰箱内部温度显著降低。第二级冷凝器释放的热量全部被第一级制冷系统的蒸发器吸收,而第一级冷凝器释放的热量则散发至空气中。当冰箱内部温度达到设定温度时,感温探头电阻将信息传递出去,控制继电器断电,两级制冷系统随即停止工作。若冰箱内温度再次上升并超出设定范围,冰箱将重复上述工作循环,确保内部温度稳定在设定值附近。
在生物化学与分子生物学实验室中,可根据实验需求选择不同温度控制的冰箱,例如-20℃、-40℃、-70℃、-85℃、-152℃等型号。其中,-85℃和-152℃的冰箱属于超低温冰箱,是20世纪后期研发的先进设备,专为生物样本和药品的低温保存而设计,在生物研究、临床医疗、医药生产和工业领域应用广泛。超低温冰箱可用于保存药物、疫苗、酶、激素、干细胞、血小板、精液、移植皮肤、人体样本、植物种子种质库、基因克隆库以及重要的生物和化学试剂等。
在分子克隆实验中,-70℃超低温冰箱常用于储存感受态大肠杆菌、感受态细胞和噬菌体原种。国外超低温保存技术发展较为成熟,这些冰箱通常配备多种运行保障功能,如高温警报、停电检测、过滤网堵塞检测、自动补偿、样本安全警报、微处理控制系统、二氧化碳备用系统和记录仪系统等。在评估超低温冰箱性能时,需综合考虑最低制冷温度、容积、外形(卧式或立式)、压缩机噪音、震动幅度、箱内温度均匀性、故障率(尤其是压缩机)和选配件等因素,并结合实验室具体需求和空间条件进行选择。未来超低温冰箱的发展将着重于提高可靠性、满足多样化的储存条件(包括温度和气体组成)。部分制造商已采用金属圈冷却的冰箱货架或设计孔形货架以提升散热效果,加快冷冻速度并增强温度均匀性。同时,节能与环保也是未来设计的关键考量,环境检测系统的配备将成为趋势,而纳米材料的应用前景广阔,有望进一步提升冰箱性能。
低温冰箱广泛应用于科研、医疗用品保存(如血浆)、生物制品储存(如器官、疫苗、土壤样本)、远洋制品、电子元件及化工材料等特殊材料的低温实验与储存,在医院、高校、研究机构和工业企业中均有大量使用。

名称 货号 规格
V-PLEX Proinflammatory Panel 2 (rat) Kit (1 Plate) K15059D-1 1Plate
V-PLEX Proinflammatory Panel 2 (rat) Kit (5 Plate) K15059D-2 5Plate
V-PLEX Proinflammatory Panel 2 (rat) Kit (25 Plate) K15059D-4 25Plate
BD Cytofix/Cytoperm™ Fixation/Permeabilization Kit 554714 250 Tests